导读

柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身[1]。

MAN B&W ME-C船用电喷柴油机就是共轨式柴油机的一种，从2003年面世至今，以其低油耗、低排放、易操作等优良的性能，得到市场的高度认可[2]。

与传统机型和其他柴油机不同的是，该机型采用的是滑油共轨系统，通过滑油液压系统控制喷油正时和进排气阀启闭，而膜式蓄能器正是其液压系统核心部件，主要安装于液压气缸单元(HCU)和液压动力供给单元(HPS)部套中。

在HCU中，膜式蓄能器的主要作用是在燃油喷射和排气阀打开的时候，在极短的时间内提供较大的液压油流量，从而保持系统工作压力稳定。

在HPS中，膜式蓄能器起到减小系统压力波动和压力冲击、减小振动和噪声、提高系统使用寿命等作用[3]。

一、故障现象及原因分析

该设备的机型为MAN B&W5S60ME-C，船舶柴油机运行时间为11 929h。

在故障的修理过程中，按说明书要求，对蓄能器进行压力检测，检测时环境温度为32℃。

根据说明书上所载蓄能器内氮气压力与温度对应表(见下表)，通过内插计算，在环境温度为32℃时，蓄能器内氮气压力应该为143.2bar。

在实际检测中，NO.1~NO.4缸蓄能器内氮气压力均在139～141bar之间，NO.5缸只有76.8bar。

查检修记录发现，已经有近5个月没有进行过压力检测了，当时就怀疑NO.5缸有漏泄，但不确定。

按说明书要求，将5个缸的压力都补充到了144～145bar，完成本次的压力检测与氮气补充。

第二天对5个缸再次进行压力检测，观测到NO.1．NO.4缸的压力降低0.4bar，考虑到气体和工件的热胀冷缩以及检测接口拆装时的漏泄，该压力降值应该是正常的；

NO.5缸的压力降低明显过大，检测压力只有133bar，确定存在气体泄漏，故障位置发生在主机的NO.5缸ME船RANE ACCUMULATOR。

由于时间不允许，只能带故障运行，等待下次停泊时进行检修。

在主机运行过程中，加强了对MOP参数的监测，针对排气阀开启延时、关闭延时、燃油升压器行程等参数进行比对，平行对比各缸参数，无明显区别，单缸参数与之前比较，也没有大的差异。

主机运行9天后到达锚地，第一时间对NO.5缸氮气压力进行检测，发现只有75.5bar。

该机型的蓄能器由上下两部分组成，上部分为金属材质，下部分是一个橡胶材质的囊状隔膜。

用于隔绝滑油和氮气，并利用隔膜的变形稳定滑油系统的压力。

故障现象表明该隔膜存在磨损，导致氮气的泄露，但是磨损部位较小，漏泄不大，所以使氮气压力能够维持在一个较低的水平。

二、维修过程

1、拆检

确定故障原因后，随即拆检了NO.5缸MEMBRANE ACCUMULATOR。

完车后，停止滑油泵运行，按说明书要求放空液压系统滑油，从监测点测量液压系统压力为零后，将MEMBRANE  ACCUMULATOR整体取下置于专用工具上。

此时，发现专用工具尺寸不对，正常放置后应如图1所示，但实际安装后，如图2所示，Hook Wrench上的claws 长度不够，反复检查，排除了人为错误，确定是专用工具尺寸不对。

▲图1 说明书上的示意图

▲图2 实际安装图

经过仔细观察发现，这个claws也仅仅是起到一个平衡的作用，让MEMBRANE ACCUMULATOR可以在专用工具上保持一个平衡的状态，并不能起到固定的作用，有与没有影响并不大。

之后的拆检过程验证了我们的猜测。

拆除工具上的三个claws后，用一段细钢丝将MEMBRANE ACCUMULATOR进行人为的固定，然后按说明书要求，用锤子对专用工具进行敲击，将上部的锁紧圈卸除。

这里有一点需要注意，在进行拆卸之前要把内部的氮气进行泄放，虽然说明书并没有注明，但是考虑到内部较高的压力会增加锁紧圈的受力，如果直接拆卸，力度会比较大，容易对工件和专用工具造成损伤。

先行将内部氮气进行泄放，拆除锁紧圈后，拉出MEMBRANE ACCUMULATOR的上半部分，完成解体过程。

在拉出MEMBRANE ACCUMULATOR的上半部分时有个技巧要注意，不要直接用蛮力去强拉，强拉一方面容易损伤锁紧圈的螺纹，另一方面蛮力也不容易拉出。

在最初拆检时，笔者也是尝试直接拉出，但即使用工具将MEMBRANE ACCUMULATOR整体拉起来，使用铜锤敲击也无法使其上、下分离。

在实际拆解时，可以使用压缩空气，利用压力检测工具通过压力检测口向内部充气，很容易完成分离。

将MEMBRANE ACCUMULATOR解体后，从图3可以看出，内部的橡胶隔膜有很明显的油迹。

▲图3 隔膜内部图

在正常情况下，橡胶隔膜内部只与氮气接触，是不会有油迹的。

橡胶隔膜上边缘内外都有一段起密封作用的环状凸起，仔细观察有油迹的部分，与新的隔膜备件(图4)比较，该隔膜外边缘的环状凸起已经明显有了磨损(图5)。

▲图4 新的隔膜备件

▲图5 隔膜外部图

由此判断，应该是该区域的磨损造成了高压氮气的泄露，当液压油压力高于氮气压力时有少量的系统油进入到橡胶隔膜内部，因磨损不严重，使得氮气能够保持一个较低的压力。

2、安装

更换了一个新的橡胶隔膜后，进行安装。

安装时需要注意，说明书里没有详细的安装步骤，只有一个不要混入任何润滑脂的提示和隔膜安装示意图，见图6、图7所示。

▲图6 说明书上所示安装注意事项

▲图7 隔膜安装示惹图

笔者在经历了一次失败的安装后发现了问题。

第一次安装时，直接将橡胶隔膜放入MEMBR ANEACCUMULATOR下部(图8)，上部压入后直接上紧锁紧圈，然后补充氮气至100bar,进行压力检测，发现压力持续下降，而且速度很快，每分钟下降5bar 左右。

▲图8 隔膜错误安装

经检查，漏泄点在锁紧圈与本体接触的一段5cm长度的螺纹处，只好进行了第二次拆装。

解体后发现，下部的橡胶隔膜已经出现了轻微变形，仔细检查发现是安装错误导致橡胶隔膜受力过大挤压后变形。

正确的安装过程，应该是先将橡胶隔膜与MEMBRANE ACCUMULATOR 上半部分装好后(图9)， 再整体与下半部分进行安装。

▲图9 隔膜正确安装

安装完成后，进行氮气补充，氮气补充至100bar放置一小时测试压力为99.8bar考虑到氮气温度的变化，0.2bar 的压力降是正常的，然后按说明书要求，将氮气压力补充至142bar 后装复。

一天后，测压为141.8bar，两天后测压为141.5bar。

后续主机运行12天后，再次进行压力检测，压力为141.0bar。

考虑检测时的气体泄漏和环境温度的变化，上述测量结果， 基本可以确认无异常气体泄漏，完成本次维修。

三、经验总结

1)新型共轨式柴油机更先进，自动化程度也更高，对管理人员的技术水平也有更高的要求。

特别是滑油共轨方面的维护和检修，由于柴油机技术比较先进，使用中会出现很多新的故障，管理人员应加强业务学习，尤其是加强对说明书的阅读理解，严格按照说明书要求对一些关键部件进行定期检验，以保障设备的正常运转;

2)说明书过于简单，包括具体的拆装步骤在内的很多细节都没有任何提示，很容易导致解体和安装过程出现误操作，需要主管人员用心考虑;

3)要注意备件质量不过关的问题。

该橡胶隔膜说明书标注是5年更换，但是此次损坏的橡胶隔膜只用了不到3年时间，只有11 929h,远远没有达到说明书标注的5年或32000h,说明备件的质量达不到说明书的要求。

这就要求管理人员要定期进行蓄能器的压力监测，并根据监测结果判断是否需要更换备件;

4)蓄能器是滑油共轨系统压力稳定的重要保障，日常管理中应加强对蓄能器的检查，缩短压力检测周期，防止因蓄能器故障进而引发共轨系统甚至是主机运行故障。

参考文献

[1]韩旭.共轨式电喷柴油机的主要技术及优势[].黑龙江科技信息,2011,(16), 15. .

[2]管小二.船用电喷柴油机滑油系统的特点与管理.天津航海.2018,(4)，41~44.

[3] 陈思賽，李亚洲，雷刚，刘志，徐茂，陈康.船用膜式蓄压器螺纹强度计算[J].内燃机,2021,(06),54~5

原创作者系：

中远海运船员管理有限公司天津分公司

沈艳国    孙  强

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